Un substitut de sol transparent utilisable sans stérilité
Le polymère superabsorbant est un matériau qui agit comme substitut de sol tout en offrant une excellente transparence. Il permet d’observer des processus biologiques qui se déroulent normalement sous terre et qui sont, dans les conditions naturelles, inaccessibles à l’œil. Sa composition chimique générique le rend peu assimilable par la majorité des microorganismes, ce qui lui confère une résistance naturelle à la contamination. Il est donc possible de l’utiliser sans recourir à la stérilité, ce qui représente un avantage considérable pour se rapprocher des conditions qui prévalent en milieu naturel.
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- Propriétés physico-chimiques
- Tous les polymères superabsorbants ne sont pas identiques.
- Préparation du polymère
- Deux derniers conseils
Propriétés physico-chimiques sur les polymères superabsorbants
Le terme « polymère superabsorbant » désigne en réalité une grande famille de produits chimiques. Ces matériaux sont constitués de longues chaînes de monomères dont les propriétés varient selon la nature et les proportions des monomères constitutifs ainsi que des molécules réticulantes. Les propriétés suivantes sont particulièrement intéressantes pour la culture en pétri :
Propriétés chimiques:
- Contient peu ou pas de carbone disponible pour la plupart des microorganismes
- Forte capacité d’échange cationique, favorable à la nutrition des plantes
- Forte capacité tampon vers la neutralité (pH voisin de 7)
- Se contracte significativement en présence de dications (notamment Ca²⁺ et Mg²⁺)
- Peu ou pas toxique (sous réserve de consulter la fiche de sécurité du fabricant)
Propriétés physiques
- Transparent, avec un indice de réfraction proche de celui de l’eau
- Absorbe l’eau et les solutions nutritives, puis les restitue aux plantes
- Peut être déshydraté et réhydraté à répétition
- Insoluble dans l’eau
- Texture souple à l’état hydraté, facile à couper et à déformer
- Les racines et les hyphes fongiques peuvent pénétrer à l’intérieur des grains hydratés
- Adhère légèrement aux plastiques et au verre lorsqu’il est partiellement déshydraté
- Relativement transparent aux ultraviolets à 365 nm, utilisés pour la fluorescence
C) Grains moyens hydratés D) Les mêmes grains avec de l’eau dans le pétri
Non toxique
Il est recommandé, comme pour tout produit chimique, de consulter la fiche de sécurité (SDS, Safety Data Sheet) fournie par le producteur. En pratique, le polymère peut être manipulé avec les précautions de base habituelles en laboratoire. Il est important de noter que les polymères superabsorbants ne sont pas autorisés pour la culture de plantes destinées à l’alimentation. Les recommandations présentées sur ce site concernent exclusivement des usages en laboratoire, en enseignement ou en recherche.
Large bio-compatibilité
De nombreuses observations réalisées au fil des expériences ont démontré que le polymère superabsorbant est compatible avec une grande diversité d’organismes vivants. Des protistes, algues microscopiques, amibes, nématodes, rotifères, planaires, myxomycètes (Physarum polycephalum) et larves d’insectes ont tous été observés dans des pétris contenant du polymère — qu’ils y aient été introduits volontairement ou qu’ils soient apparus comme contaminants — et tous semblaient s’y développer sans difficulté. Par ailleurs, puisque les pétris ne sont pas stériles et que les racines produisent des exsudats organiques, un certain développement bactérien survient tout de même, permettant l’établissement progressif d’un microbiote modeste après quelques semaines.
Tous les polymères superabsorbants ne sont pas identiques.
Il est essentiel de comprendre que deux produits portant les mêmes numéros CAS peuvent avoir des propriétés très différentes selon les proportions de monomères utilisées par chaque fabricant. En pratique, des essais de culture en pétri réalisés avec des polymères provenant de différents fournisseurs ont produit des résultats allant d’excellents à très mauvais. Aucun fournisseur ne mentionne explicitement l’utilisation de son produit pour la culture en laboratoire dans des pétris. Il s’agit donc d’une utilisation nouvelle, marginale, similaire à celle de la compagnie Sheaffer qui ne recommande pas d’utiliser son encre de stylo pour la coloration des hyphes et arbuscules (voir la section Coloration) .
Le polymère superabsorbant Horta-sorb, de la cie Horticultural Alliance a systématiquement donné d’excellents résultats avec les pétris. Il est commercialisé sous forme de granule de trois tailles: petit-moyen et grand. J’utilise préférablement les granules de taille « moyen ». On le trouve ici.https://www.horticulturalalliance.com/product/horta-sorb-md-water-absorbing-granules/
Préparation du polymère pour la culture.
Le polymère peut être utilisé sous deux formes selon l’application visée : en grains ou en suspension.
Préparation du polymère en grain
C’est la méthode la plus simple: Il suffit de laisser tomber « en pluie » les grains de polymère dans la solution nutritive et attendre l’hydratation. L’hydratation complète requiert quelques heures ; il est donc préférable de préparer les grains à l’avance, idéalement 12 heures avant utilisation.
La quantité de liquide absorbée par les grains dépend directement de la composition minérale et du pH de la solution utilisée :
| Solution nutritive | Taux de gonflement |
| Eau déminéralisée | Jusqu’à 200 X et plus le poids sec |
| Solution mMS1 (la plus courante) | Environ 75 X le poids sec |
| Solution acide (vinaigre) | Moins de 50 X le poids sec |
La vitesse d’hydratation varie aussi selon la grosseur des grains et la nature de la solution nutritive.
Recette courante:
- 1) Verser 500 ml de solution mMS1 dans un bécher.
- 2) Verser en pluie 5 gr de polymère sec sur la solution
- 3) Couvrir et laisser hydrater à température ambiante pendant 12 heures
- 4) Décanter l’excédent de liquide
- 5) Les grains sont prêts à être déposés dans un pétri.
Préparation du polymère en suspension
Cette forme de préparation est utile pour certaines opérations particulières, notamment les tests de germination ou lorsqu’une plus grande flexibilité est requise pour la manipulation des hyphes ou des spores (voir la section des techniques de culture pour plus de détails). Le principe consiste à broyer finement les grains hydratés afin d’obtenir une suspension translucide de microparticules de polymère.
Recette courante:
- 1) Verser 500 ml de solution mMS1 dans un bécher.
- 2) Verser en pluie 5 gr de polymère sec sur la solution
- 3) Couvrir et laisser gonfler à température de la pièce pendant 12 heures
- 4) NE PAS DÉCANTER l’excédent de liquide
- 5) Verser les grains hydratés ET le liquide dans une moulinette
- 6) Broyer pendant quelques minutes — typiquement 6 minutes au total, en procédant par séquences de 2 minutes pour éviter la surchauffe du moteur
- 7) Laisser reposer au moins 12 heures pour permettre aux bulles de s’évacuer
- 8) La suspension est prête pour utilisation.
(Brightfield), la suspension serait transparente et invisible.
Deux derniers conseils
Manipulation du polymère en poudre sèche : Le polymère sous forme de poudre sèche peut libérer de fines microparticules susceptibles de s’envoler sous un courant d’air. Il est recommandé de porter des gants et des lunettes de protection lors de la manipulation afin d’éviter tout contact avec les yeux ou les voies respiratoires
Puisque le polymère hydraté est insoluble dans l’eau, il ne se dissoudra pas dans le lavabo ou le drain et il pourrait s’y accumuler. Veuillez disposer des déchets de manière à ne pas obstruer les drains.
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